Азимутальное магнитное поле
Cтраница 4
 |
Структура магнитного поршня в электромагнитной ударной трубе SUPPER VI. [46] |
Как видно, медленная волна разрежения в ударной трубе по своему действию полностью эквивалентна обычной центрированной волне разрежения в ударной трубе с диафрагмой, и магнитный поршень здесь играет роль, сходную с ролью обычного поршня при образовании ударных волн: передает вперед высокое давление. Однако при ВУ1 Вр I ВУ1 возникает другая ситуация, уже не имеющая аналога в газодинамике. В самом деле, мгновенное уменьшение азимутального магнитного поля означает как бы выдвижение магнитного поршня из ударной трубы. [47]
Решение автомодельной задачи строится как последовательность центрированных волн разрежения и разрывов. В силу неравенств (3.3.26) - (3.3.29) быстрые ударные волны и волны разрежения движутся по газу быстрее вращательного разрыва, а медленные ударные волны и волны разрежения - медленнее. Вращательный разрыв будет присутствовать только, если граничные условия требуют изменения знака азимутального магнитного поля, так как МГД ударные волны и волны разрежения его изменить не могут. [48]
Аналогичный стабилизирующий эффект имеет место в полях с перекрещенными силовыми линиями. В качестве простейшего примера мы рассмотрим здесь конвективную неустойчивость прямого цилиндрического шнура с распределенным продольным током. При наличии продольного магнитного поля Hz силовые линии в токовом шнуре являются винтовыми с шагом / 2тг / / л, где JL H0 / ( rHz HQ - азимутальное магнитное поле. Поскольку силовые линии являются выпуклыми, то отдельная трубка с плазмой стремится вырваться наружу. По аналогии с (3.1) можно сказать, что на нее действует выталкивающая сила 2р / R, где R гН / Н - радиус кривизны силовой линии. [49]
Коаксиальные МЛД-устройства показанного на рис. II.7 типа обладают цилиндрической симметрией и состоят из катода, расположенного на оси коаксиального анода. Рабочее тело, вводимое в генератор плазмы, во время протекания через разрядный промежуток ускоряется как в результате джоулева нагрева, так и под действием сил МПД и истекает из генератора через отверстие в аноде или сопло. Ускорение газа происходит под действием самоиндуцированного и ( или) приложенного магнитного поля. Самоиндуцированные силы возникают в результате взаимодействия осевой составляющей тока разряда плотностью jz с самоиндуцированным азимутальным магнитным полем BQ. В осе-симметричном МПД-ускорителе были получены энтальпии азота от 55 - 103 до 275 - 10я ккал / кг при давлении 0 01 атм. [50]
 |
Профили переменных течения, соответствующие, б. [51] |
Ву, последовательность распространяющихся волн, соответствующая рис. 5.6, а - 5.7, не наблюдается. Весь протекающий в плазме ток оказывается сосредоточен в пристеночной области толщиной около 3 см. Радиальный ток, протекающий в пристеночном слое [ настолько уменьшает Ву, что амплитуды возмущений, которые должны переноситься вперед магнитозву-ковыми волнами, слишком малы для того, чтобы их можно было наблюдать. В этих условиях существенную роль играют диссипа-тивные эффекты - вязкость и проводимость - и поэтому неудивительно, что идеальная МГД-теория, не учитывающая их, расходится с опытом. Если же электрическое поле достаточно сильно для изменения знака Ву, то картина течения совпадает с представленной на рис. 5.6, 5.9: магнитное давление отрывает от стенки и толкает вперед пристеночный слой, создавая перед ним волны, предсказанные теорией МГД. Наблюдаемая широкая область плавного изменения Ву отождествляется с быстрой волной разрежения. За ней следует резкое уменьшение Ву ( медленная ударная волна), после чего азимутальное магнитное поле меняет направление в широком токовом слое, который идентифицируется с поршнем. [52]
Страницы: 1 2 3 4